專利名稱：適合于光纖陀螺的載體姿態(tài)測量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供的是一種測量方法，具體地說是一種使用光纖陀螺測量載體相對 于導(dǎo)航坐標(biāo)系姿態(tài)參數(shù)的方法。
(二)
背景技術(shù)：
在捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中，慣性傳感器(陀螺和加速度計)直接固聯(lián)在載體上。 它們敏感載體相對于慣性坐標(biāo)系的姿態(tài)變化及速度變化信息，這些信息經(jīng)過導(dǎo)航 計算機的處理輸出導(dǎo)航參數(shù)，從而完成導(dǎo)航制導(dǎo)任務(wù)。由于采用慣性傳感器固聯(lián) 的方式，慣性傳感器會直接敏感載體的振動和環(huán)境的干擾，對捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng) 的測量精度帶來一定的影響。在捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中，采用的是數(shù)學(xué)平臺，主要 依靠陀螺的輸出信息來構(gòu)建數(shù)學(xué)平臺，以描述載體相對導(dǎo)航坐標(biāo)系的姿態(tài)。而陀 螺的輸出為角增量或角速度，不能直接用于描述坐標(biāo)系的相對關(guān)系。在常規(guī)的捷 聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的姿態(tài)測量方法中，總是認(rèn)為載體坐標(biāo)系和導(dǎo)航坐標(biāo)系間的轉(zhuǎn)換 是通過一系列的轉(zhuǎn)動來實現(xiàn)的。所以，為了測量載體的姿態(tài)，需要由相應(yīng)的角速 度或角增量來求得描述坐標(biāo)系關(guān)系的四元數(shù)或旋轉(zhuǎn)矢量。但是在高動態(tài)環(huán)境下， 在姿態(tài)更新周期內(nèi)的每次陀螺采樣對應(yīng)的載體坐標(biāo)系的位置是不同的。另外，傳 統(tǒng)方法中是假設(shè)從載體坐標(biāo)系到參考坐標(biāo)系間的轉(zhuǎn)動的次序是可以不予考慮的， 這是基于無限小轉(zhuǎn)動是矢量的原理來得到的。但實際的工程中，特別是在載體高 動態(tài)機動情形或惡劣振動環(huán)境下，載體的轉(zhuǎn)動常常是有限轉(zhuǎn)動，而有限轉(zhuǎn)動不是 矢量，其轉(zhuǎn)動次序不能交換。因而將姿態(tài)更新周期中的所有陀螺輸出的角增量求 和后再求解四元數(shù)的傳統(tǒng)姿態(tài)測量方法將帶來較大的誤差，即圓錐誤差。圓錐誤 差類似于陀螺漂移，給載體的姿態(tài)測量帶來負(fù)面影響。補償圓錐誤差，高質(zhì)量地 測量載體的姿態(tài)就必須設(shè)計高性能的姿態(tài)測量方法。
在傳統(tǒng)的姿態(tài)測量方法中，利用陀螺輸出的角增量去估算出圓錐補償項，從
而估算出旋轉(zhuǎn)向量的增量。該基本思路是基于在傳統(tǒng)陀螺的輸出中，角增量的獲 取是很方便的。即要想得到旋轉(zhuǎn)向量的增量必須知道陀螺輸出的角增量。而在目 前廣泛使用的光纖陀螺捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中，光纖陀螺的輸出信號為角速度信 息，為此，通常的做法是采用分段線性化，認(rèn)為在每一個采樣周期內(nèi)載體的角速 度是常量。這種假設(shè)在采樣周期足夠小且載體的角速度變化較慢的時候是成立的，但對于高動態(tài)的場合就必須另加考慮了。已有的研究成果表明，在光纖陀螺 輸出角速度的情形下，對于傳統(tǒng)的基于旋轉(zhuǎn)矢量的姿態(tài)測量方法來說，性能不如 常規(guī)的基于四元數(shù)的姿態(tài)測量方法，無法體現(xiàn)在應(yīng)對圓錐效應(yīng)的優(yōu)越性。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠解決在載體高動態(tài)環(huán)境或是高頻率振動環(huán) 境中，圓錐效應(yīng)對于載體姿態(tài)測量精度產(chǎn)生影響的問題的適合于光纖陀螺的載體 姿態(tài)測量方法。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的-
步驟1、通過外部設(shè)備確定載體的初始位置參數(shù)與初始速度值；
步驟2、光纖陀螺捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行初始對準(zhǔn)，確定載體相對導(dǎo)航坐標(biāo) 系的初始姿態(tài)，得到姿態(tài)四元數(shù)的初始值；
步驟3、確定姿態(tài)更新周期// = ^-^)_1,所述姿態(tài)更新周期/Z等于AM咅的 光纖陀螺采樣周期& = 所述7V為大于零的整數(shù)；
步驟4、采集光纖陀螺輸出的載體相對于慣性坐標(biāo)系的角速度計算旋轉(zhuǎn)矢量 的增量A^;
步驟5、通過旋轉(zhuǎn)矢量與四元數(shù)的關(guān)系，得到姿態(tài)更新周期/f內(nèi)姿態(tài)更新四 元數(shù)g(//)，
<formula>formula see original document page 8</formula>其中p為旋轉(zhuǎn)矢量增量的模，<formula>formula see original document page 8</formula>
步驟6、由姿態(tài)四元數(shù)更新方程更新姿態(tài)四元數(shù)
其中姿態(tài)更新四元數(shù)《(//)由步驟5得到，0(、) 、 g(^)分別表示載體在G 、々M 時刻的姿態(tài)四元數(shù)；
步驟7、利用步驟6獲得的《,時刻姿態(tài)四元數(shù)^(^)=[《。&《2 ^:r計算 載體坐標(biāo)系b系相對于導(dǎo)航坐標(biāo)系n系的捷聯(lián)矩陣r，
<formula>formula see original document page 9</formula>步驟8、利用步驟7獲得的捷聯(lián)矩陣r求得載體相對導(dǎo)航坐標(biāo)系的姿態(tài)角， 導(dǎo)航坐標(biāo)系選取為游動方位坐標(biāo)系，則載體的格網(wǎng)航向角^、縱搖角e、橫搖角 y都可由捷聯(lián)矩陣r中的元素來表示，
<formula>formula see original document page 9</formula>33
其中格網(wǎng)航向角^的定義域為(0。,360。)；縱搖角^的定義域為(-90°，90°);橫搖 角/的定義域為(-卯°,90°)，
由姿態(tài)角的定義域得到它們的真值， 格網(wǎng)航向角的真值為
<formula>formula see original document page 9</formula>縱搖角的真值為 橫搖角的真值為
<formula>formula see original document page 9</formula>本發(fā)明還可以包括
1、 在步驟1中所述的載體的初始位置由GPS裝置或者是外部的高精度組合
導(dǎo)航設(shè)備提供，所述載體的初始速度值由DVL多普勒計程儀或者是外部的高精 度組合導(dǎo)航設(shè)備提供。
2、 在步驟2中所述的載體相對導(dǎo)航坐標(biāo)系的初始姿態(tài)確定分為兩種情形
當(dāng)載體處于靜基座時，采用基于古典控制理論的自對準(zhǔn)方法；當(dāng)載體處于動基座
時，采用基于卡爾曼濾波理論的組合對準(zhǔn)方法。
3、在步驟4中所述的旋轉(zhuǎn)矢量增量/^的計算具體步驟如下 步驟41: 由光纖陀螺輸出的輸出計算A-中的慣性可測項，即角增量a;由
姿態(tài)更新周期和光纖陀螺采樣周期的關(guān)系= 7W2;每個姿態(tài)更新周期內(nèi)己知
W + 1個光纖陀螺采樣角速度叫,^，L 則姿態(tài)更新周期i/內(nèi)的角增量"為
<formula>formula see original document page 10</formula>其中<formula>formula see original document page 10</formula>步驟42:由光纖陀螺輸出的輸出計算A^中的非慣性可測項，即圓錐補償項 々；由姿態(tài)更新周期和光纖陀螺采樣周期的關(guān)系// = 7^;每個姿態(tài)更新周期// 內(nèi)已知JV + 1個光纖陀螺采樣角速度叫,^,L ；
在姿態(tài)更新周期H內(nèi)，圓錐補償項々由光纖陀螺采樣角速度叉乘項的線性 組合來計算
其中《^為優(yōu)化系數(shù)，在典型圓錐環(huán)境中確定；
步驟43:將步驟41中得到的姿態(tài)更新周期/7內(nèi)角增量cr，與步驟41中得 到的姿態(tài)更新周期//內(nèi)圓錐補償項々相加，得到姿態(tài)更新周期7/內(nèi)旋轉(zhuǎn)矢量增
設(shè)置A^=3，陀螺在/時刻采樣角速度w。，并且每個姿態(tài)更新周期//，在 /+2f//3、 ^//時刻采樣q、 ％、 得到姿態(tài)更新周期if內(nèi)旋轉(zhuǎn)矢量增量A-為
<formula>formula see original document page 10</formula>
設(shè)置A^2，陀螺在,時刻采樣角速度叫，并且每個計算周期/f內(nèi)，在/+///入200710144846.2 說明書第5/8頁
+//時刻采樣兩次《,、 ％;得到姿態(tài)更新周期//內(nèi)旋轉(zhuǎn)矢量增量厶^為
<formula>formula see original document page 11</formula>
其中
<formula>formula see original document page 11</formula>
本發(fā)明與傳統(tǒng)方法相比較所的優(yōu)點主要體現(xiàn)在
(1) 針對光纖陀螺輸出為角速度的情形，不同于傳統(tǒng)測量方法以角增量作 為輸入，發(fā)明方法直接以角速度輸入，以角速度的叉乘項來擬和圓錐補償項。避 免了使用光纖陀螺時，傳統(tǒng)方法對于劃船補償項的測量偏差。
(2) 相對于提高捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)姿態(tài)計算精度的另一種途徑選用高性 能的光纖陀螺。發(fā)明的測量方法只需要作導(dǎo)航軟件設(shè)計，不需要增加捷聯(lián)慣性導(dǎo) 航系統(tǒng)的制造成本。
(四)


圖1為本發(fā)明的適合光纖陀螺捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的姿態(tài)測量方法流程圖。 圖2為典型圓錐環(huán)境中，發(fā)明的姿態(tài)測量方法；傳統(tǒng)的姿態(tài)測量方法的實驗
曲線。典型圓錐環(huán)境定義為載體的兩個正交軸上存在同頻率，相位差90度的
角振動。光纖陀螺的采樣頻率為100Hz。
(五)
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖舉例對本發(fā)明做更詳細(xì)地描述
結(jié)合圖1，本發(fā)明的適合于光纖陀螺捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的姿態(tài)測量方法包括 如下步驟
步驟1、通過外部設(shè)備確定載體的初始位置參數(shù)與初始速度值。
步驟2、光纖陀螺捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行初始對準(zhǔn)，確定載體相對導(dǎo)航坐標(biāo)
系的初始姿態(tài)，得到姿態(tài)四元數(shù)的初始值。
步驟3、確定姿態(tài)更新周期/f-^-、—,，所述姿態(tài)更新周期i/等于W倍的
光纖陀螺采樣周期/2 所述iV為大于零的整數(shù)。
步驟4、采集光纖陀螺輸出的載體相對于慣性坐標(biāo)系的角速度計算旋轉(zhuǎn)矢量 的增量A^。
步驟5、由旋轉(zhuǎn)矢量與四元數(shù)的關(guān)系，得到姿態(tài)更新周期Z/內(nèi)姿態(tài)更新四元數(shù)剩。<formula>formula see original document page 12</formula>2
(1)
其中p為旋轉(zhuǎn)矢量增量的模。
步驟6、由姿態(tài)四元數(shù)更新方程更新姿態(tài)四元數(shù)
抓) 剩 (2)
其中姿態(tài)更新四元數(shù)《(//)由步驟5求得。、 2d)分別表示載體在^ 、 ^
時刻的姿態(tài)四元數(shù)。
步驟7、利用步驟6獲得的^時刻姿態(tài)四元數(shù)2^J二[《。& &《3:^計算 載體坐標(biāo)系b系相對于導(dǎo)航坐標(biāo)系n系的捷聯(lián)矩陣r。
2(她+頓3) 《o212 +《22 + 2(秘-錢)
2(《《3—&《2)2(《2《3+《0仏) 《。2—《2—《22 +《32
(3)
步驟8、利用步驟7獲得的捷聯(lián)矩陣r求得載體相對導(dǎo)航坐標(biāo)系的姿態(tài)角。
導(dǎo)航坐標(biāo)系選取為游動方位坐標(biāo)系，則載體的格網(wǎng)航向角^、縱搖角^、橫搖角
^都可由捷聯(lián)矩陣r中的元素來表示。
<formula>formula see original document page 12</formula>
(4)
其中格網(wǎng)航向角^的定義域為(0°,360°);縱搖角^的定義域為(-卯。,9(0;橫搖 角y的定義域為(-90°，90°)。
由姿態(tài)角的定義域可以確定它們的真值。格網(wǎng)航向角的真值為<formula>formula see original document page 12</formula>縱搖角的真值為
<formula>formula see original document page 13</formula>
橫搖角的真值為
<formula>formula see original document page 13</formula>
在步驟1中所述的載體的初始位置由GPS裝置或者是外部的高精度組合導(dǎo) 航設(shè)備提供，所述載體的初始速度值由DVL多普勒計程儀或者是外部的高精度 組合導(dǎo)航設(shè)備提供。
在步驟2中所述的載體相對導(dǎo)航坐標(biāo)系的初始姿態(tài)確定分為兩種情形當(dāng)載 體處于靜基座時，可以采用基于古典控制理論的自對準(zhǔn)方法；當(dāng)載體處于動基座 時，可以采用基于卡爾曼濾波理論的組合對準(zhǔn)方法。
在步驟4中所述的旋轉(zhuǎn)矢量增量A^的計算具體步驟如下
步驟41:由光纖陀螺輸出的輸出計算A^中的慣性可測項，即角增量a。由 姿態(tài)更新周期和光纖陀螺采樣周期的關(guān)系= 。每個姿態(tài)更新周期內(nèi)已知 W + l個光纖陀螺采樣角速度cv^,L c^。則姿態(tài)更新周期if內(nèi)的角增量a為
<formula>formula see original document page 13</formula>(5)
其中
步驟42:由光纖陀螺輸出的輸出計算A-中的非慣性可測項，即圓錐補償項 々。由姿態(tài)更新周期和光纖陀螺采樣周期的關(guān)系// = ^//。每個姿態(tài)更新周期// 內(nèi)已知W + l個光纖陀螺采樣角速度w。，^，L cv。
在姿態(tài)更新周期//內(nèi)，圓錐補償項/ 可以由光纖陀螺采樣角速度叉乘項的 線性組合來計算
<formula>formula see original document page 13</formula> (7) 其中/^_,為優(yōu)化系數(shù)，可以在典型圓錐環(huán)境中確定。
步驟43:將步驟41中得到的姿態(tài)更新周期/Z內(nèi)角增量a，與步驟41中得 到的姿態(tài)更新周期內(nèi)圓錐補償項-相加，得到姿態(tài)更新周期內(nèi)旋轉(zhuǎn)矢量增
A—a +々 (8) 設(shè)置W=3，陀螺在/時刻采樣角速度《。，并且每個姿態(tài)更新周期//，在/+///3、 r+2f// 、 /+//時刻采樣^、 w2、 《3。得到姿態(tài)更新周期//內(nèi)旋轉(zhuǎn)矢量增量厶^為
<formula>formula see original document page 14</formula>
.叫x叫+—叫x叫+ 2240 Q3 56 13 2240
<formula>formula see original document page 14</formula>
(9)
其中
設(shè)置A^2，陀螺在Z時刻采樣角速度叫，并且每個計算周期/f內(nèi)，在/+///2、 ,+//時刻采樣兩次^、 《2。得到姿態(tài)更新周期/Z內(nèi)旋轉(zhuǎn)矢量增量A^為
其中
<formula>formula see original document page 14</formula>(10)
在姿態(tài)更新周期//內(nèi)，姿態(tài)測量方法所使用的光纖陀螺采樣數(shù)越多，姿態(tài) 測量方法應(yīng)對圓錐補償?shù)男Ч驮胶茫饫w陀螺捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)輸出的姿態(tài)精 度就越高。
權(quán)利要求
1、一種適合于光纖陀螺的載體姿態(tài)測量方法，其特征是步驟1、通過外部設(shè)備確定載體的初始位置參數(shù)與初始速度值；步驟2、光纖陀螺捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行初始對準(zhǔn)，確定載體相對導(dǎo)航坐標(biāo)系的初始姿態(tài)，得到姿態(tài)四元數(shù)的初始值；步驟3、確定姿態(tài)更新周期H＝tm-tm-1，所述姿態(tài)更新周期H等于N倍的光纖陀螺采樣周期h＝tl-tl-1，所述N為大于零的整數(shù)；步驟4、采集光纖陀螺輸出的載體相對于慣性坐標(biāo)系的角速度計算旋轉(zhuǎn)矢量的增量Δφ；步驟5、通過旋轉(zhuǎn)矢量與四元數(shù)的關(guān)系，得到姿態(tài)更新周期H內(nèi)姿態(tài)更新四元數(shù)q(H)，id="icf0001" file="S2007101448462C00011.gif" wi="32" he="20" top="5" left = "5" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="no"/>其中為旋轉(zhuǎn)矢量增量的模，id="icf0002" file="S2007101448462C00012.gif" wi="52" he="6" top="5" left = "5" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="no"/>步驟6、由姿態(tài)四元數(shù)更新方程更新姿態(tài)四元數(shù)其中姿態(tài)更新四元數(shù)q(H)由步驟5得到，Q(tm)、Q(tm-1)分別表示載體在tm、tm-1時刻的姿態(tài)四元數(shù)；步驟7、利用步驟6獲得的tm時刻姿態(tài)四元數(shù)Q(tm)＝[q0q1q2q3]T計算載體坐標(biāo)系b系相對于導(dǎo)航坐標(biāo)系n系的捷聯(lián)矩陣T，
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的適合于光纖陀螺的載體姿態(tài)測量方法，其特征是在步驟l中所述的載體的初始位置由GPS裝置或者是外部的高精度組合導(dǎo)航設(shè) 備提供，所述載體的初始速度值由DVL多普勒計程儀或者是外部的高精度組合 導(dǎo)航設(shè)備提供。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的適合于光纖陀螺的載體姿態(tài)測量方法，其特征是在步驟2中所述的載體相對導(dǎo)航坐標(biāo)系的初始姿態(tài)確定分為兩種情形當(dāng)載體處于靜基座時，采用基于古典控制理論的自對準(zhǔn)方法；當(dāng)載體處于動基 座時，采用基于卡爾曼濾波理論的組合對準(zhǔn)方法。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的適合于光纖陀螺的載體姿態(tài)測量方法，其特征是在步驟4中所述的旋轉(zhuǎn)矢量增量A^的計算具體步驟如下步驟41:由光纖陀螺輸出的輸出計算 中的慣性可測項，即角增量a; 由姿態(tài)更新周期和光纖陀螺采樣周期的關(guān)系// = 7^;每個姿態(tài)更新周期內(nèi) 己知^ + 1個光纖陀螺采樣角速度^,0;1山fi^:則姿態(tài)更新周期i/內(nèi)的角增量cr 為其中C>4^，-綠,) ；步驟42:由光纖陀螺輸出的輸出計算A^中的非慣性可測項，即圓錐補償 項"；由姿態(tài)更新周期和光纖陣螺采樣周期的關(guān)系// = 7^;每個姿態(tài)更新周期 Z/內(nèi)已知iV + l個光纖陀螺采樣角速度叫,q，L在姿態(tài)更新周期內(nèi)，圓錐補償項々由光纖陀螺采樣角速度叉乘項的線性 組合來計算AM其中i^—,為優(yōu)化系數(shù)，在典型圓錐環(huán)境中確定；步驟43:將步驟41中得到的姿態(tài)更新周期/Z內(nèi)角增量a，與步驟41中得 到的姿態(tài)更新周期內(nèi)圓錐補償項"相加，得到姿態(tài)更新周期//內(nèi)旋轉(zhuǎn)矢量增 量 ；設(shè)置A^3，陀螺在^時刻采樣角速度w。，并且每個姿態(tài)更新周期//，在r+W/J、 汁2/// 、 /+//時刻采樣^、 《2、 w3;得到姿態(tài)更新周期7/內(nèi)旋轉(zhuǎn)矢量增量A^ 為<formula>formula see original document page 4</formula>其中<formula>formula see original document page 4</formula>設(shè)置iV=2，陀螺在/時刻采樣角速度cy。，并且每個計算周期//內(nèi)，在/+//時刻采樣兩次^,、份2;得到姿態(tài)更新周期/f內(nèi)旋轉(zhuǎn)矢量增量A-為<formula>formula see original document page 5</formula> 其中<formula>formula see original document page 5</formula>6
5、根據(jù)權(quán)利要求3所述的適合于光纖陀螺的載體姿態(tài)測量方法，其特征是: 在步驟4中所述的旋轉(zhuǎn)矢量增量A^的計算具體步驟如下步驟41:由光纖陀螺輸出的輸出計算A^中的慣性可測項，即角增量"； 由姿態(tài)更新周期和光纖陀螺采樣周期的關(guān)系/Z-iW/;每個姿態(tài)更新周期//內(nèi) 已知7^ + 1個光纖陀螺采樣角速度0。,^,山6^;則姿態(tài)更新周期Z/內(nèi)的角增量a 為<formula>formula see original document page 5</formula>其中<formula>formula see original document page 5</formula>步驟42:由光纖陀螺輸出的輸出計算A-中的非慣性可測項，即圓錐補償 項/ ;由姿態(tài)更新周期和光纖陀螺采樣周期的關(guān)系/Z-A^;每個姿態(tài)更新周期 a內(nèi)已知7V + I個光纖陀螺采樣角速度叫，w,，L c^;在姿態(tài)更新周期//內(nèi)，圓錐補償項-由光纖陀螺采樣角速度叉乘項的線性 組合來計算<formula>formula see original document page 5</formula>其中i^—,為優(yōu)化系數(shù)，在典型圓錐環(huán)境中確定；步驟43:將步驟41中得到的姿態(tài)更新周期/Z內(nèi)角增量"，與步驟41中得 到的姿態(tài)更新周期//內(nèi)圓錐補償項-相加，得到姿態(tài)更新周期H內(nèi)旋轉(zhuǎn)矢量增<formula>formula see original document page 5</formula>設(shè)置W=3,陀螺在/時刻采樣角速度0。，并且每個姿態(tài)更新周期//，在 /+2///3、 /+//時刻采樣6>1、 w2、 《3;得到姿態(tài)更新周期i/內(nèi)旋轉(zhuǎn)矢量增量A^ 為其中<formula>formula see original document page 2</formula>設(shè)置7V=2，陀螺在Z時刻采樣角速度叫，并且每個計算周期W內(nèi)，在 Z+i/時刻采樣兩次o;,、 w2;得到姿態(tài)更新周期i/內(nèi)旋轉(zhuǎn)矢量增量A^為<formula>formula see original document page 2</formula>其中<formula>formula see original document page 2</formula>
全文摘要
本發(fā)明提供的是一種適合于光纖陀螺的載體姿態(tài)測量方法。包括通過外部設(shè)備確定載體的初始位置參數(shù)與初始速度值；光纖陀螺捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行初始對準(zhǔn)，確定載體相對導(dǎo)航坐標(biāo)系的初始姿態(tài)，得到姿態(tài)四元數(shù)的初始值；確定姿態(tài)更新周期H＝t_m-t_m-1；采集光纖陀螺輸出的載體相對于慣性坐標(biāo)系的角速度計算旋轉(zhuǎn)矢量的增量Δφ；通過旋轉(zhuǎn)矢量與四元數(shù)的關(guān)系，得到姿態(tài)更新周期H內(nèi)姿態(tài)更新四元數(shù)q(H)；由姿態(tài)四元數(shù)更新方程更新姿態(tài)四元數(shù)；計算載體坐標(biāo)系b系相對于導(dǎo)航坐標(biāo)系n系的捷聯(lián)矩陣T；求載體相對導(dǎo)航坐標(biāo)系的姿態(tài)角等步驟。本發(fā)明解決了在載體高動態(tài)環(huán)境或是高頻率振動環(huán)境中，圓錐效應(yīng)對于載體姿態(tài)測量精度產(chǎn)生影響的問題。
文檔編號G01C21/18GK101187561SQ20071014484
公開日2008年5月28日 申請日期2007年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月18日
發(fā)明者強 于, 磊 吳, 周廣濤, 奔粵陽, 楓 孫, 博 徐, 程建華, 陳世同, 偉 高, 高洪濤 申請人:哈爾濱工程大學(xué)